Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) совершили важное открытие в области формирования молекулярных сетей. Ученые установили, что ключевым фактором в образовании супрамолекулярных структур является не сила химических связей, а гибкость молекулярных интерфейсов.
Как гибкость молекул определяет формирование супрамолекулярных сетей?
Изображение носит иллюстративный характер

В природе супрамолекулярные сети играют фундаментальную роль в функционировании биологических систем. Яркими примерами служат белок клатрин, который формирует шестиугольные сети для обеспечения эндоцитоза, и белок TRIM5a, создающий защитную решетку против ВИЧ. Даже пчелиные соты демонстрируют аналогичный принцип гексагональной организации на макроуровне.

Группа ученых под руководством Маартье Бастингс из Лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) и Георга Фантнера из Лаборатории био- и наноинструментов (LBNI) использовала наноинженерные нити ДНК в форме трехлучевых звезд для изучения механизмов формирования сетей. Исследователи варьировали длину и последовательность нуклеотидов в «руках» этих структур.

С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые наблюдали, как короткие жесткие «руки» ДНК-молекул успешно организовывались в стабильные шестиугольные сети. Напротив, длинные гибкие «руки» расходились слишком широко, препятствуя формированию крупных сетевых структур.

Компьютерное моделирование подтвердило, что молекулы с короткими «руками» примерно в четыре раза чаще принимали параллельную конфигурацию, необходимую для образования стабильных связей. Важно отметить, что даже глобально гибкие молекулы могут формировать сети при наличии локальной жесткости в области интерфейса.

Это открытие имеет широкие практические применения. В медицине оно может помочь в разработке методов предотвращения образования амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера. В области спинтроники знание принципов самосборки может использоваться для создания наноразмерных сетей в передовой электронике.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, демонстрирует, как ДНК-нанотехнологии позволяют точно контролировать молекулярные свойства на атомном уровне, выходя за рамки традиционной геномной функции ДНК.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка